1.1　電子玩具——“斗蟋蟀”

蟋蟀（也叫蛐蛐兒、促織）是秋天鄉(xiāng)間的寵兒，它曾給許多人的童年帶來過不少樂趣。如今，生活在大都市里的人們難得見到蟋蟀，這不能不說是一件憾事。何不動手制作一個如圖1-1所示的電子“斗蟋蟀”玩具呢？它設(shè)計巧妙，造型逼真，可達到以假亂真的效果。

每當(dāng)打開這種玩具的盒蓋時，一對酷似斗架的“蟋蟀”便晃動著發(fā)出動聽的“唧唧——唧唧唧”叫聲來，有聲有形，栩栩如生；閉眼聆聽仿佛置身于鄉(xiāng)間田園，給人以無限的遐想，真是美妙有趣。

1.1.1　工作原理

“斗蟋蟀”的電路如圖1-2所示，其核心元件是模擬聲集成電路A。光敏電阻器RL用于控制電路工作與否；壓電陶瓷片B用作電聲轉(zhuǎn)換，它能將A輸出的電信號直接轉(zhuǎn)換成為模擬蟋蟀叫聲。

平時，關(guān)閉著的玩具盒使光敏電阻器RL無法感受到外界自然光線，所以RL呈高電阻值，模擬聲集成電路A的高電平觸發(fā)端TG處于低電平（＜VDD/2），A內(nèi)部電路不工作，壓電陶瓷片B無聲。當(dāng)打開玩具盒蓋時，光敏電阻器RL受到外界自然光線照射而變?yōu)榈碗娮瑁M聲集成電路A的TG端獲得高電平（≥VDD/2），其輸出端OUT1、OUT2反復(fù)輸出內(nèi)儲的模擬蟋蟀叫聲電信號，推動壓電陶瓷片B不停地發(fā)出清脆逼真的蟋蟀叫聲來，直到關(guān)閉玩具盒蓋為止。

1.1.2　元器件選擇

本制作僅用了4種電子元器件，為了方便初學(xué)者認(rèn)識選購，特給出它們的實物外形，如圖1-3所示。

A選用HS396型模擬蟋蟀鳴叫聲專用集成電路，它采用黑膠封裝形式制作在尺寸僅為23mm×19mm的小印制電路板上（俗稱軟包封裝），并設(shè)計有直接焊接金屬電池夾、固定兩粒串聯(lián)的AG3型扣式氧化銀電池的位置，使用很方便。HS396的主要參數(shù)：工作電壓范圍2.4～3.6V，典型值為3V；觸發(fā)電壓（正脈沖或高電平有效）≥VDD/2，觸發(fā)電流≤70μA；音頻輸出電流最大可達3mA，靜態(tài)總耗電流≤1μA；工作溫度范圍-10～60℃。

RL宜選用MG44-03型塑料樹脂封裝光敏電阻器。這種光敏電阻器的管芯由陶瓷基片構(gòu)成，在上面涂有硫化鎘多晶體并經(jīng)燒結(jié)制成，由于管芯怕潮濕，所以在其表面涂上了一層防潮樹脂。該封裝結(jié)構(gòu)的光敏電阻器，因為不帶外殼，所以稱之為非密封型結(jié)構(gòu)光敏電阻器，它的受光面就是其頂部有曲線花紋的端面。RL也可用其他亮阻≤5kΩ、暗阻≥1MΩ的普通光敏電阻器來代替。

B最好采用帶有金屬助聲腔蓋（也叫共振腔蓋或共鳴腔蓋）的FT-27或HTD27A-1型（?27mm）壓電陶瓷片，以增大發(fā)音量。帶有塑料助聲腔蓋的壓電陶瓷片雖然也能用，但實踐證明發(fā)聲沒有金屬助聲腔蓋的響亮。這種帶金屬助聲腔蓋的壓電陶瓷片，也可拆自用過的音樂賀年卡。

G采用兩粒AG3（?7.9mm×3.6mm）或SR41、L736、XY-03型扣式氧化銀電池串聯(lián)而成，電壓3V。因整個電路平時耗電甚微（實測＜3μA），故不必設(shè)電源開關(guān)。

1.1.3　動手制作

制作可分為選配合適的不透光外殼及圖卡、購配一對斗架的小“蟋蟀”、焊接并組裝電路三步來進行。

第一步，選配合適的外殼和圖卡

首先，找一體積合適的精美外殼，要求不透光。筆者選用了如圖1-4（a）所示的硬卡紙制成的精美名片空盒，其外形尺寸為100mm×60mm×32mm，正好滿足使用要求。然后，按圖1-4（b）所示，配上一張名片大小（尺寸約為92mm×55mm）、帶有田園風(fēng)光圖案的硬卡紙，作為固定安裝電路的基板，要求硬卡紙能平放進盒子中去，并且在它上面適當(dāng)位置處（圖案正面靠上邊中點、靠右邊中點各15mm處），預(yù)先開出兩個?5mm的小孔，分別作為光敏電阻器RL的感光窗口和壓電陶瓷片B的釋音孔。

實踐證明，在硬卡紙上用電鉆打小孔容易起毛刺，用小刀開圓孔又不規(guī)則。筆者試用尖頭電烙鐵連燙帶鉆開孔，具體操作方法如圖1-4（c）所示，要點是一邊用烙鐵頭扎小孔、一邊來回旋轉(zhuǎn)電烙鐵，開孔效果不錯，其方法簡單便捷，特推薦給讀者。操作時注意，電烙鐵溫度不要太高（可拔掉插頭用余熱），烙鐵頭在硬卡紙上停留的時間也不要太長，以免點燃或焦化硬卡紙。鉆好的小孔，在背面存在有毛邊，可按圖1-4（d）所示用刀口鋒利的美工刀（或刮胡須用的刀片）切割平整。

第二步，購配一對斗架的小“蟋蟀”

首先，如圖1-5（a）所示，從工藝品商店買來一對身長約35mm，采用硬塑料壓形、外涂金色、肚下粘有一片綠葉的漂亮仿真小蟋蟀，并各配上如圖1-5（b）所示的?8mm×12mm軟彈簧。

然后，按照圖1-5（c）所示，采用電烙鐵加熱熔化熱熔膠棒（一般五金商店均可買到）的方法，在“蟋蟀”肚子底下的綠葉中間位置處滴上適量熱熔膠，趁尚未冷卻凝固，按照圖1-5（d）所示快速將軟彈簧一端粘上去。如果熱熔膠冷卻后，發(fā)現(xiàn)軟彈簧沒有粘牢或粘端正，可用電烙鐵加熱熔膠進行糾正。粘好軟彈簧的“蟋蟀”如圖1-5（e）所示。

接下來如法炮制，按照圖1-5（f）所示將一對“蟋蟀”所粘軟彈簧的另一端，用熱熔膠粘固在名片狀硬卡紙有圖案的一面，要求“蟋蟀”面對著面，間距約為15mm，這樣抖動一下硬卡紙，一對“蟋蟀”就會晃動起來，就像在斗架。

第三步，焊接并組裝電路

首先，在模擬聲集成電路A的基板上按圖1-6（a）所示焊接如圖1-6（b）所示的兩個相同金屬電池夾。電池夾可拆自廢舊音樂賀年卡，也可按圖1-7給定的尺寸用薄鐵片或磷銅片加工制成，共需兩個。

然后，按照圖1-8所示，采用電烙鐵加熱熔化熱熔膠棒的簡便方法，將模擬聲集成電路A粘貼在名片狀硬卡紙背面偏右下角的位置處，將光敏電阻器RL和壓電陶瓷片B分別粘固在硬卡紙背面所預(yù)開的對應(yīng)小孔位置處，注意光敏電阻器RL的感光面應(yīng)剛好伸出硬卡紙上所開出的感光窗口，壓電陶瓷片B的共振腔口應(yīng)正好對著硬卡紙上所開出的釋音孔。

接下來，按照圖1-9所示的“斗蟋蟀”電路接線圖，將光敏電阻器RL、壓電陶瓷片B和模擬聲集成電路A三者通過引腳（線）連接起來，其焊接好的實物如圖1-10所示。焊接時注意：電烙鐵外殼一定要良好接地，以免交流感應(yīng)電壓擊穿A內(nèi)部的CMOS集成電路！

焊接好的電路只要元器件質(zhì)量有保證，經(jīng)檢查接線沒有錯誤后，便可通電試驗了。具體做法：給圖1-10中的模擬聲集成電路A裝上兩粒AG3型扣式氧化銀電池（注意：兩粒電池的負(fù)極均與電路板上的銅箔相接觸、正極均與金屬電池夾相接觸），在室內(nèi)自然光照環(huán)境下，壓電陶瓷片B會反復(fù)發(fā)出“唧唧——唧唧唧”的叫聲。將整個電路按圖1-1所示裝入盒子內(nèi)，并合上蓋子，“蟋蟀”叫聲即會自動停止。至此，一件出自你個人之手的趣味電子小玩具，終于大功告成了。

1.1.4　投入使用

每當(dāng)有人在光亮的環(huán)境下打開“斗蟋蟀”玩具的盒蓋時，隨著盒蓋被打開，便會看到晃動著的“蟋蟀”，好似在斗架，同時會聽見逼真的“唧唧——唧唧唧”模擬蟋蟀叫聲；關(guān)閉盒蓋，“蟋蟀”叫聲即自動停止。

由于整個裝置平時靜態(tài)電流實測僅3μA，工作時最大不超過1mA，故用電很節(jié)省。當(dāng)發(fā)現(xiàn)蟋蟀叫聲變調(diào)且聲音輕時，說明電池電量即將耗盡，應(yīng)及時更換相同規(guī)格的電池。

1.1.5　制作延伸

（1）芯片代換

讀者如果購買不到HS396型模擬蟋蟀鳴叫聲專用集成電路，也可用其他同類模擬聲集成電路來直接代換。一般來講，這類集成電路的內(nèi)部電路幾乎是一樣的，所不同的是各生產(chǎn)廠家或訂貨商采用了不同的小印制電路板或標(biāo)上了屬于自己企業(yè)的型號。讀者只要分清楚這類集成電路的電源正極（VDD端）、電源負(fù)極（VSS端）、高電平觸發(fā)端TG和音頻輸出端OUT1、OUT2（有時無該腳，直接與VSS共用），不管型號、外形如何，均可直接接入電路代替HS396型模擬聲集成電路。圖1-11給出了采用HL9300E型模擬蟋蟀鳴叫聲專用集成電路的接線圖；圖1-12給出了采用KD-56018型模擬蟋蟀鳴叫聲專用集成電路的接線圖，其中，C為外接振蕩電容器，采用CD11-10V型電解電容器即可。

（2）外殼美化

本制作的外殼除了選用前面所介紹的方形硬紙盒外，還可采用其他不透光的塑料工藝品或玩具小盒。例如，讀者如果能夠購買到一種玉米或花生造型的漂亮塑料小盒（一般眼鏡店就有這樣的空盒出售，價格5～10元），用作外殼制作出來的“斗蟋蟀”玩具就更具有特色和品位，如圖1-13所示就是其實物效果照片。

（3）另類用法

這個制作除了采用前面所介紹的專門的盒子外，還可以不用外殼，直接將安裝有“蟋蟀”及電路機芯的底卡放在抽屜或櫥子里，當(dāng)打開抽屜或櫥門，便會聽到模擬蟋蟀聲，看到兩只栩栩如生的斗架“蟋蟀”。